Tuberías de acero al carbono revestidas: Definición, tipos y aplicaciones

Qué son las tuberías de acero al carbono revestidas?

Las tuberías de acero al carbono revestidas son tuberías de acero al carbono (tuberías CS) con uno o más recubrimientos protectores aplicados a su superficie (pared interior, pared exterior o ambas) mediante un proceso de recubrimiento. Este recubrimiento puede ser metálico, no metálico o de un material compuesto, diseñado para mejorar las propiedades originales de la tubería, como la resistencia a la corrosión, al desgaste y a la oxidación a altas temperaturas. Las tuberías de acero al carbono poseen una alta resistencia y rigidez, y la adición de un recubrimiento las hace aún más adaptables a entornos industriales complejos y cambiantes.

Por qué revestir las tuberías de acero al carbono?

El acero al carbono es muy susceptible a la corrosión y la oxidación en ambientes húmedos, ácidos y alcalinos. Su uso directo puede provocar los siguientes problemas:

1. Corrosión y perforación de tuberías: Esto puede causar fugas, roturas, interrupciones del suministro de agua y accidentes que afectan a la seguridad.
2. Contaminación del agua por amarillamiento: El óxido en la pared interior de las tuberías de acero al carbono y la lixiviación de metales pesados provocan la contaminación del agua, lo que pone en peligro la salud y la seguridad públicas.
3. Reducción de la capacidad de transporte de agua: La acumulación de incrustaciones y óxido en la pared interior de las tuberías de acero al carbono aumenta la resistencia y el consumo de energía.

4. Vida útil significativamente reducida: Las tuberías de acero enterradas sin protección son muy susceptibles a la corrosión y podrían necesitar ser reemplazadas en pocos años.

Tipos y funciones de los recubrimientos para tuberías de acero al carbono:

1) Clasificación según la ubicación del recubrimiento

a. Recubrimiento interior: Previene la corrosión de la pared interior de la tubería, protege la calidad del agua, reduce la resistencia a los fluidos y previene la acumulación de incrustaciones.
Aplicación: Recubrimiento interior para tuberías que transportan diversos medios como agua, petróleo y gas.

b. Recubrimiento exterior: Previene la corrosión de la pared exterior de la tubería causada por el suelo, la atmósfera, la humedad, productos químicos, etc.
Aplicación: Tuberías enterradas, tuberías submarinas y tuberías expuestas a la atmósfera o a ambientes húmedos.

c. Recubrimiento interior y exterior: Proporciona doble protección integral.
Aplicación: Proyectos críticos con requisitos extremadamente altos de resistencia a la corrosión, como importantes oleoductos y tuberías de agua que atraviesan terrenos corrosivos.

2. Clasificación por material de recubrimiento y estructura

1) Principales tipos de recubrimientos externos

Recubrimiento 3PE: Polietileno/polipropileno de tres capas (polvo epoxi inferior + capa adhesiva intermedia + capa superior de poliolefina). Las tuberías de acero anticorrosivo 3PE ofrecen el mejor rendimiento general, combinando la adhesión y la resistencia a la corrosión del epoxi con la resistencia mecánica y la resistencia al impacto de la poliolefina, lo que las convierte en el estándar preferido para tuberías enterradas. Son adecuadas para oleoductos, tuberías de agua y gas enterradas de larga distancia, especialmente en entornos hostiles.

Recubrimiento FBE: Polvo epoxi adherido por fusión, caracterizado por una adhesión extremadamente fuerte, excelente resistencia a la corrosión y resistencia al desprendimiento catódico, pero con una resistencia relativamente baja a los daños mecánicos. Adecuadas para aplicaciones con altas temperaturas de funcionamiento (hasta 100 °C o superiores), o como capa base para 3PE.

Recubrimiento 2FBE: Epoxi de doble capa adherido por fusión, que se caracteriza por la adición de una capa superior de epoxi endurecido sobre el FBE estándar, lo que mejora significativamente la resistencia a impactos y rayones. Adecuado para entornos que requieren mayor protección mecánica, como cruces de perforación direccional y zonas rocosas.

Breta de alquitrán de hulla/brea de alquitrán de hulla epoxi: Un material anticorrosivo tradicional, caracterizado por su bajo costo y construcción simple, pero con un bajo rendimiento ambiental y un desempeño mediocre, que está siendo reemplazado gradualmente. Adecuado para tuberías pequeñas o proyectos de reparación con bajos requisitos de rendimiento.

Cinta adhesiva de polietileno: Cinta de aplicación en frío. Sus ventajas incluyen una construcción conveniente en obra, pero la integridad general, el sellado y la confiabilidad a largo plazo son generalmente inferiores a los de los recubrimientos prefabricados. Se utiliza comúnmente para parcheos, reparaciones o algunos proyectos con bajos requisitos en obra.

2) Principales tipos de recubrimientos internos

Recubrimiento epoxi líquido: Resina epoxi líquida con o sin solventes, aplicada por pulverización o con brocha. Se caracteriza por su buena adhesión, resistencia a la corrosión, superficie lisa que reduce la fricción y un alto nivel de higiene. Se utiliza comúnmente en tuberías de agua potable, tuberías de la industria alimentaria y tuberías de fluidos químicos.

Recubrimiento en polvo epóxico: Similar al FBE, se forma mediante pulverización electrostática y unión por fusión. Sus ventajas incluyen densidad, no porosidad, espesor uniforme y un buen rendimiento de protección general. Se utiliza comúnmente en tuberías de pozos petrolíferos, tuberías de agua y tuberías químicas.

Revestimiento de mortero de cemento: Se forma una capa de mortero de cemento mediante colada centrífuga dentro de la tubería. Sus ventajas incluyen su bajo costo, resistencia a la corrosión, capacidad de suministro de agua a largo plazo y un efecto estabilizador sobre la calidad del agua. Se utiliza comúnmente en tuberías municipales de gran diámetro para el suministro y distribución de agua, tuberías de agua bruta y tuberías de circulación de agua.

Recubrimiento de poliuretano/poliurea: Recubrimiento elastomérico de alto rendimiento. Este recubrimiento ofrece excelente resistencia al desgaste, resistencia al impacto y flexibilidad, y se utiliza a menudo en tuberías de transporte de lodos y en condiciones de desgaste severo.

Revestimiento cerámico/de vidrio: Recubrimiento inorgánico de dureza extremadamente alta. Este recubrimiento ofrece una resistencia al desgaste, a las altas temperaturas y a la corrosión extremadamente alta, siendo adecuado para tuberías de eliminación de cenizas en centrales eléctricas y para el transporte de medios químicos altamente corrosivos.

3. Clasificación por funciones especiales

a. Recubrimiento anticorrosivo: Se utiliza principalmente para resistir medios corrosivos en el entorno externo, como ácidos, álcalis y sales. Este tipo de recubrimiento suele utilizar materiales con alta resistencia a la corrosión, como resina epoxi y poliuretano.

b. Recubrimiento resistente al desgaste: Forma una capa protectora dura sobre la superficie de las tuberías de acero al carbono para mejorar su resistencia al desgaste, como los recubrimientos de poliuretano, cerámica y polietileno de peso molecular ultraalto. Estos tipos de recubrimientos se utilizan comúnmente en aplicaciones que requieren alta fricción o impacto, como tuberías que transportan materiales abrasivos como minerales, lodos y carbón.

c. Recubrimientos de alta temperatura: Resisten la oxidación y la corrosión a alta temperatura, manteniendo la estabilidad y la vida útil del material de la tubería en entornos de alta temperatura. Estos recubrimientos suelen utilizar materiales resistentes a altas temperaturas, como cerámica, FBE especial y óxidos metálicos, y se emplean en tuberías que transportan medios de alta temperatura (como vapor y aceite caliente).

d. Recubrimientos sanitarios: Recubrimientos internos que cumplen con las normas de agua potable, como NSF 61 y GB 5749 (p. ej., epoxi líquido con formulaciones específicas).

e. Recubrimientos compuestos de aislamiento térmico: Se añade una capa aislante, como espuma de poliuretano, sobre el recubrimiento anticorrosivo; se utiliza en tuberías de calefacción centralizada y agua refrigerada.

4. Clasificación por Proceso de Curado/Moldeo

Recubrimientos Prefabricados en Fábrica: Producidos en un entorno de taller controlado (p. ej., 3PE, FBE, revestimientos de cemento fundido por centrifugación), ofrecen una calidad estable y confiable, y son la opción más común.

Recubrimiento en obra: El recubrimiento se aplica en obra después de la instalación de la tubería (p. ej., algunos epoxis líquidos, cinta adhesiva). La calidad se ve muy afectada por el entorno y se utiliza principalmente para parcheos, reparaciones o situaciones específicas.

Aplicaciones de las tuberías de acero al carbono recubiertas:

Sistemas de suministro de agua municipales y públicos: Este es el área de aplicación más grande y exigente para las tuberías de acero al carbono recubiertas. Garantiza la seguridad de la calidad del agua y un suministro confiable durante todo el proceso, desde la fuente hasta el grifo, previniendo la contaminación secundaria causada por la corrosión de las tuberías.

Industria petroquímica: En la industria petroquímica, las tuberías de acero al carbono recubiertas se utilizan ampliamente en sistemas de tuberías que transportan medios corrosivos, medios de alta temperatura y aquellos sometidos a alta presión.

Industria de la construcción: Se utiliza para la construcción de soportes estructurales para edificios, sistemas de suministro de agua y drenaje, y redes de tuberías de calefacción y refrigeración. El recubrimiento permite que las tuberías se adapten mejor a los cambios ambientales, tanto en el interior como en el exterior de los edificios.

Industria energética: En la industria energética, las tuberías de acero al carbono recubiertas se utilizan para fabricar componentes para equipos de alta temperatura, como calderas e intercambiadores de calor, así como tuberías que transportan vapor a alta temperatura o agua de refrigeración.

Procesos industriales e industria química: Resistentes a entornos químicos y físicos agresivos, lo que garantiza una producción continua y reduce los tiempos de inactividad por mantenimiento.

Conservación de agua y riego agrícola: Económicas y duraderas, se adaptan a entornos exteriores, lo que reduce significativamente las pérdidas por transporte de agua y mejora el aprovechamiento de los recursos hídricos.

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